一种固废基多孔有机改良剂的制备方法及其应用技术

一种固废基多孔有机改良剂的制备方法及其应用，涉及一种有机改良剂的制备方法及其应用。本发明专利技术以生物质和含钙的厨余废弃物进行热解制备生物炭，兼具大孔和微孔结构的生物炭对于堆体熟化过程中的微生物载持、养分和重金属吸持以及后续土壤中的保水保肥性能的提升均具有重要作用。本发明专利技术在禽畜粪便堆肥过程中添加工业固废煤矸石，可以提高堆体中磷、硅、钾等矿质元素，丰富有机改良剂的养分含量，同时也为煤矸石资源化利用提供了一条有效途径；本发明专利技术在改善土壤结构不良问题的同时增加土壤中有机元素及矿质养分，可以一种肥料多种作用效果，避免多次施肥，改善多种土壤问题也可以全面增加土壤养分，与化肥配施达到减量增效的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种固废基多孔有机改良剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种有机改良剂的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]我国经济的飞速发展导致固体废弃物的产量逐年增加，随之而来固体废物的处理处置和资源化利用成为亟待解决的环境问题。好氧堆肥是一种处理有机固体废物的操作简单、经济有效的方法。然而猪粪等禽畜粪便中含有重金属，如果不加处理可能导致堆肥产品中重金属超标，并且猪粪在堆肥初期微生物的代谢活动过程中易转化为小分子有机酸，其大量积累易导致堆体环境酸化，从而抑制堆肥发酵进程；同时，堆肥过程中伴随含氮气体和温室气体的排放，造成堆肥效率低下、堆肥产品质量差等问题。生物炭是生物质在无氧或限氧的条件下通过高温热解制备的一种炭化产物。生物炭因其具有较大的比表面积和吸附能力，因此其不仅能直接作用到土壤中，还常作为添加剂参与好氧堆肥。生物炭在吸收水溶性的碳以提高堆体含碳量的同时也为微生物的生长和氧气传输提供了空间。生物炭在堆肥过程中可以改变堆体的理化性质，为细菌提供合适的生长环境，从而降低环境因子对细菌的不利影响。生物炭具有孔隙度和比表面积大的特点，而且吸附能力强，因此作为一种堆肥过程的调理剂可以加快堆肥进程，促进有机物降解，以及对重金属具有钝化作用。劣质土壤包括盐碱地、沙化土壤、生土等，其存在结构差，养分低等共性问题。同时设施园艺、园林绿化、矸石山生态修复等多种场景需要无土栽培生态基质，因此制备一种能够改善土壤结构并提升土壤肥力的改良剂以及在此基础上的人工生态基质对于提升我国的劣质土壤高效利用和生态环境的持续性发展具有重要意义，同时对于废弃物的资源化利用提供理论指导。
[0003]专利技术专利(一种基于番茄秸秆和醋糟共利用的有机基质及其制备方法，申请号201610386994.4)公开了一种基于番茄秸秆的有机基质及其制备方法，可替代草炭用于常规植物的栽培，不仅可以同时促进多种废弃物的资源化利用，还降低了成本，具有良好的经济、生态和社会效益，但制备的基质未考虑矿质养分的补充。专利技术专利(一种生土原位快速熟化的方法，公开号202110393737.4)公开了一种生土原位快速熟化的方法：首先进行生土指标检测确定生土的质地类型，通过精准测量土壤颗粒组成进行黏土“测土配砂”、砂土“测土控砂”，适用于各种质地类型的生土熟化，适用范围广；精准控制改良后的土壤中的颗粒组成，从根本上重构土壤质地，改变土壤板结、压实、通透性差、保水保肥能力差等问题，采用的是原位堆肥熟化的方法，堆肥过程中未添加多孔炭等组分，也未考虑矿质养分的添加。专利技术专利(城市可腐化有机废弃物土壤改良材料制备方法公开号CN105693326A)公布了一种城市可腐化有机废弃物土壤改良材料制备方法，通过将脱水污泥、园林废弃物、粉煤灰和复合微生物菌剂进行混合并条垛式静态好氧发酵，施于劣质土壤表面进行改良，有效实现了城市生活废弃物的综合利用，实现生态循环发展。但未考虑生物炭在其中的重要作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术是要解决上述的技术问题，而提供一种固废基多孔有机改良剂的制备方法
及其应用。
[0005]本专利技术的固废基多孔有机改良剂的制备方法是按以下步骤进行的：
[0006]一、多孔生物炭制备：将生物质和含钙厨余废弃物分别进行破碎并过20目筛，然后将生物质和含钙废弃物按照1:(0.5～4)的质量比进行复配，通过超声
‑
微波振荡促进物料的充分混合，然后在管式炉中热解，得到兼具大孔和微孔结构的生物炭；热解的温度为300℃～750℃，升温速率为10℃/min～20℃/min，加热时间为1h～2h，热解气氛为氮气；
[0007]所述的生物质为秸秆类、醋糟和禽畜粪便中的一种或几种的混合物；
[0008]所述的含钙厨余废弃物为蛋壳、骨头和虾壳中的一种或几种的混合物；
[0009]二、有机改良剂制备：将步骤一制备的生物炭、工业固废、畜禽粪便和新鲜醋糟按照(0.1～0.5):(0.1～5):(1～5):(1～5)的质量比混合进行好氧堆肥，加入微生物菌剂混合均匀后，调节含水率为50％～60％；采用静态堆置通风结合翻堆方式进行堆肥处理，好氧堆肥过程中每隔一天进行一次翻堆，好氧发酵时间为50天～52天；在前20天，通风方式通过鼓风干燥机结合温度传感器来实现，当堆体温度高于60℃时进行通风，通风量为0.1L/(kg
·
min)，每次鼓风时间30min，20天后仅采用每隔一天翻堆的方式实现通风供氧和物料混合均匀，最终得到有机改良剂；
[0010]所述的新鲜醋糟的含水质量为20％～50％；
[0011]所述的工业固废为煤矸石、粉煤灰和钢渣中的一种或几种的混合物，三者的质量比为(1～5):(0～2):(0～1)；工业固废经过研磨破碎并过20目筛；
[0012]所述的畜禽粪便为猪粪、牛粪和鸡粪中的一种或几种的混合物；
[0013]所述的微生物菌剂为EM菌剂和巨大芽孢杆菌中的一种或两种的混合物，加入量为步骤二中生物炭、工业固废、畜禽粪便和新鲜醋糟总质量的0～0.3％。
[0014]本专利技术中所述的醋糟来自粮食酿醋行业的有机废弃物，其在堆肥中的添加不仅可以提高C含量，提供水分含量，同时自身所含的弱酸性物质对于中和堆体的碱性也起到重要作用。
[0015]本专利技术在步骤一中制备的生物炭具有微孔和大孔结构，在堆体熟化过程中有助于调控堆体的孔隙状况，使其具有良好的透气性和保水保肥性，同时大孔结构对于微生物负载和新陈代谢都起到重要促进作用；微孔结构则有助于堆体的保水和保肥性能的实现。生物炭的灰分中富含Ca、Si、Mg等多种矿质元素，对于促进堆体熟化，提高堆肥产品的肥效、防治病虫害和抗逆性能均具有重要的促进作用。
[0016]本专利技术在步骤二的堆肥过程中保持堆体含水率为50％～60％，C/N的质量比为(20～30):(0.5～2)；由于畜禽粪便含有不同C、N含量和含水量，堆体的含水量和C/N主要通过不同物料、干湿垃圾按照不同比例的复配方式实现。
[0017]本专利技术中所述的好氧发酵后得到的有机改良剂的外观呈褐色、结构疏松，符合有机肥料(NY525
‑
2012)标准。
[0018]本专利技术制备的有机改良剂具有如下两种应用：
[0019]由于制备的改良剂兼具有机肥力和矿质养分，同时可改善土壤团聚结构。根据土壤类型不同，应具有不同的施用方法。同时根据土壤质地和肥力的差异，针对性地调控有机改良剂的各组分配比。
[0020]第一种：针对偏粘偏砂类型的劣质土壤，具体为盐碱土、沙化土或粘质板结土壤，
在播种前将有机改良剂按照0.5～3t ha
‑1的施肥量施入土壤中，次年可不进行施肥；
[0021]第二种：针对生土，在步骤二中在堆肥时将堆肥物料与生土按照(0.1～1):(1～10)的质量比进行混合，然后进行好氧堆肥，堆肥后的土壤满足多种植物的生长条件。其他与具体实施方式六相同。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023](1)本专利技术以各类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固废基多孔有机改良剂的制备方法，其特征在于固废基多孔有机改良剂的制备方法是按以下步骤进行的：一、多孔生物炭制备：将生物质和含钙厨余废弃物分别进行破碎并过20目筛，然后将生物质和含钙废弃物按照1:(0.5～4)的质量比进行复配，通过超声
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微波振荡促进物料的充分混合，然后在管式炉中热解，得到兼具大孔和微孔结构的生物炭；热解的温度为300℃～750℃，升温速率为10℃/min～20℃/min，加热时间为1h～2h，热解气氛为氮气；所述的生物质为秸秆类、醋糟和禽畜粪便中的一种或几种的混合物；所述的含钙厨余废弃物为蛋壳、骨头和虾壳中的一种或几种的混合物；二、有机改良剂制备：将步骤一制备的生物炭、工业固废、畜禽粪便和新鲜醋糟按照(0.1～0.5):(0.1～5):(1～5):(1～5)的质量比混合作为堆肥物料进行好氧堆肥，加入微生物菌剂混合均匀后，调节含水率为50％～60％；采用静态堆置通风结合翻堆方式进行堆肥处理，好氧堆肥过程中每隔一天进行一次翻堆，好氧发酵时间为50天～52天；在前20天，通风方式通过鼓风干燥机结合温度传感器来实现，当堆体温度高于60℃时进行通风，通风量为0.1L/(kg
·
min)，每次鼓风时间30min，20天后仅采用每隔一天翻堆的方式实现通风供氧和物料混合均匀，最终得到有机改良剂；所述的新鲜醋糟的含水质量为20％～50％；所述的工业固废为煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：程芳琴，范远，张慧君，吴海滨，赵仲鹤，宋慧平，
申请(专利权)人：山西大地生态环境技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：